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過熱粗大組織冷卻后得到的非平衡組織以快速或慢速加熱至As3以上的正常加熱溫度時,有可能仍得到粗大奧氏體晶粒,出現(xiàn)組織遺傳但如果繼續(xù)加熱到更高溫度[As3+(100~200℃)],則奧氏體晶?？赡懿粌H不粗化,反而形成了細小的、晶體學位向不同的奧氏體晶粒。這種現(xiàn)象稱為奧氏體晶粒的反常細化。例如,30 CrMnsi鋼經(jīng)1280℃淬火獲得粗大奧氏體晶粒,再次以800℃/s快速加熱到1050℃淬火,結果發(fā)現(xiàn)奧氏體晶粒不僅不粗化,反而從1級細化至4~5級。其斷口為沿晶和韌窩組成的混合型斷口,晶內斷裂無方向性,晶粒細化和斷口細化趨于一致。上述奧氏體晶粒的反常細化發(fā)生在奧氏體單相區(qū)內,故不可能是相變過程引起的,因此人們推想可能是發(fā)生了再結晶而導致晶粒細化,這種再結晶可稱為奧氏體的自發(fā)再結晶。其示意圖見圖2-46。

(4)控制粗大奧氏體晶粒遺傳的方法

般認為,導致粗大奧氏體晶粒遺傳的主要原因是針狀奧氏體的形成及其長大合并。針對這種情況可以采取以下措施消除遺傳。

①對非平衡組織的過熱鋼,可以采用中速加熱,得到細小的奧氏體晶粒

②對非平衡組織的過熱鋼,在淬火前先進行一次退火或高溫回火,使非平衡組織轉變?yōu)槠胶饨M織,獲得細小的碳化物和等軸鐵素體的混合組織,使針狀奧氏體不能形成,從而避免粗大奧氏體晶粒遺傳。一般來說,采用等溫退火的效果比連續(xù)冷卻退火好。采用高溫回火時,多次回火比一次回火效果好。

對于高合金鋼,因馬氏體難以分解和再結晶,故采用高溫回火不如等溫退火效果好

③利用奧氏體的自發(fā)再結晶,快速加熱(大于100℃/s)至臨界點以上100~200℃,然后淬火,可消除粗大奧氏體晶粒的遺傳,使奧氏體晶粒得到細化。但是,這種方法生產中難以控制。

④對低合金鋼,可采用多次正火使過熱得到校正,因為這類鋼的遺傳傾向相對較小,每經(jīng)一次轉變,遺傳性均有所減弱,故多次轉變即可校正。但這種辦法在熱處理生產中因耗能過多而難于實用。

應該指出,某些特殊情況下,如為了提高金屬的高溫蠕變抗力,改善硅鋼片的導磁性等,則希望獲得粗大晶粒。